吐鲁番沙漠植物园隶属中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所。中国国科学院直属的12个植物园之一，是西北干旱荒漠区惟一的一个沙漠植物园，也是世界上最低的植物园。位于吐鲁番市东南约10公里，海拔-95-76米。园址坐落在吐鲁番盆地腹部的恰特喀勒、艾丁湖和亚尔乡三个乡之间约6000公顷的风蚀流沙区内，有大面积的风蚀雅丹地貌，平坦流动沙地及新月形沙丘地貌类型，被流沙湮埋的故城废墟及闻名于世的干旱地区地下水利工程坎儿井。这里是世界第二低地，素有“风库”、“火洲”之称。年平均8级以上大风日数为26.8天。最多达68天，最大风速超过40米/秒。风沙流动速度居全国之首；年平均积温为13.9度。极端最高气温47.62度，极端最低气温-28度，夏季沙面温度超过80度，年平均降水量16.4毫米，年蒸发量2837.8毫米；年平均湿度41％；年日照时数3049.5小时，日照百分比为68%；年总辐射量为139.5千卡/平方厘米。
沙漠植物园建于1976年，占地34公顷，该园以固沙植物引种驯化和扩大繁殖为主，还兼沙害防治研究、沙漠植物普及教育、观赏旅游等功能。
这里现已引种栽培沙漠植物近500种，隶属于72科、247属，其中，荒漠珍稀濒危植物43种，已建成和正在建设中的专类园有沙漠植物分类标本园、柽柳专类园、民族草药圃、荒漠珍衡濒危植物迁地保护区、荒漠野生花卉区和珍贵观赏树木区。园内，实验室、动植物标本室、种子室、陈列室、接待室、会议室、情报资料室、餐厅、车库、档案室和微机室的建立，为国内外学者和游人来站从事研究和参观访问创造了必要的物质条件。经过多年的积累，标本室藏有植物腊叶标本1万余份，动物标本100余份，种子标本1000余号；科研文字档案60卷，各种图片资料近6000张〔份〕，图书资料室有各种期刊图书3000余册。
植物园的发展是人类文明发展的标志之一，与人类对植物资源的开发、利用和保护密切相关。它是植物多样性保护和引种驯化的重要基地，也是地行科学普及教育、提高民众文化素养，以及旅游和休憩的最好场所，同时还为开展国内外学术交流提供了理想窗口。
该园近年来已在风蚀土地和荒漠沙丘上定植成功旱生、沙生、盐生和少数湿生各类植物103种，加上引种而未定植的乡土树种和野生杂草共128种，共属27科63属。其中较多的是豆科、葵科、寥科、柽柳科和杨柳科，按经济用途可分为油料、药用、染料、纤维、固沙、薪炭、牧草、编织材料等；部分植物还可供观赏。如沙冬青、蔷薇、罗布麻、锦葵、中国柽柳、泡果白刺等。沙漠植物园坐落在流沙地上，占地40公顷。 初到此地，首先可见到蒙古沙冬青排成的行道绿篱，接着便是各种稀有植物，如柽柳类、草药类、老鼠瓜类、沙拐枣类、甘草类等。这里的类群种数占中国荒漠地区植物分布总数80%以上。作为一个内陆干旱荒漠区，这里的景观令人叹为观止。 除此之外，园中还建有人工湖，每到春夏湖水波光鳞鳞，岸边树木青青，令人仿佛到了江南，园边还有坎儿井。
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